KR20000063237A - 차량의 자동충전 및 시동시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 차량 시동시스템에 간단히 부착하여 반영구적으로 사용가능케 함으로써 배터리의 완전방전시 간단하게 시동을 걸 수 있도록 할뿐만 아니라, 환경오염을 극소화할 수 있는 차량의 자동충전 및 시동시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 차량의 자동충전 및 시동시스템은 배터리(50)의 전력을 공급받는 시동모터(40)와, 시동모터(40)에 의해 차량의 구동력을 발생하는 엔진(10)과, 엔진(10)의 구동에 의해 차량에 필요한 전기를 생산하는 발전기(20)와, 배터리(50)와 발전기(20)로부터 전원을 공급받는 다수의 전기장치로 이루어지고, 또한 그 내부에 캐패시터를 포함하며, 평상시 발전기(20)로부터 전류 및 전압을 공급받아 캐패시터에 전원을 비축하여 배터리(50)의 방전시 시동모터(40)에 전원을 공급하여 차량의 시동을 걸 수 있도록 하는 충전회로(70)와, 충전회로(70)내의 역전류를 막고, 캐패시터의 방전을 방지하여 충전회로(70)를 보호하는 방전방지회로(80)와, 발전기(20)에 의해 충전회로(70)내의 캐패시터가 충전될 때 과충전되는 것을 방지하기 위해 일정전압 이상일 경우 충전을 중지시키는 안전회로(90)로 구성되어 있으며, 배터리(50)와 병렬로 연결된 비상충전부(100)를 더 포함하여 이루어진다.

Description

차량의 자동충전 및 시동시스템{AUTOMATIC CHARGING AND STARTING SYSTEM FOR VEHICLES}

본 발명은 차량의 자동충전 및 시동시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리의 완전방전시 기존의 점프케이블과 같은 휴대용 계기를 운전자가 일일이 가지고 다니며 직접 차량에 설치할 필요가 없이 간단하게 비상시동을 걸 수 있도록 하는 차량의 자동충전 및 시동시스템에 관한 것이다.

도 1은 종래의 차량의 자동충전 및 시동시스템을 개략적으로 보인 블록구성도이다. 이에 도시된 바와 같이, 배터리(50)의 전력을 시동스위치(미도시)에 의해 공급받는 시동모터(40)와, 시동모터(40)에 의해 작동되어 차량의 구동력을 발생하는 엔진(10)과, 엔진(10)과 벨트 등에 의해 연결되어 차량에 필요한 전기를 생산하는 발전기(20)와, 발전기(20)의 전압을 조정하여 배터리(50)에 축전하는 전압조정부(30)가 구비된다.

차량에는 램프류, 계기류, 에어컨장치 등과 같은 많은 전기장치가 장착되어 있는데, 이들 중에는 배터리(50)와 직렬로 연결되어 엔진(10)이 정지한 상태에서 발전기(20)로부터의 전원공급이 차단되기 때문에 배터리(50)의 전원만을 사용하게 되는 경우가 발생한다. 따라서, 운전자가 이러한 전기장치를 끄지 않고 엔진(10)의 구동을 정지시켰을 때 배터리(50)가 완전히 방전되어 엔진(10)을 시동시키기 위해 시동모터(40)에 공급할 수 있는 최소한의 전력도 남아 있지 않아 시동을 걸 수 없는 사태가 발생된다.

이와 같이, 배터리(50)가 완전히 방전된 상황에서는 주로 다른 차량 운전자의 도움을 받아서 배터리(50)를 충전해야 하는데, 여성운전자나 초보운전자의 경우 기계작동 미숙 및 경험 등의 부족으로 점프케이블의 극성을 반대로 연결하여 차량의 다른 전기장치들이 고장이 나는 등 피해와 불편함이 많았다. 설사 애프터서비스 센터 또는 차량 정비업소에 도움을 요청하더라도 교환비용 뿐만 아니라, 인건비와 출장비 등 추가비용의 부담이 컸다.

다시 말해서, 다른 사람의 도움없이는 방전된 차량을 거의 시동시킬 수 없게 되므로, 비용측면에서뿐만 아니라 다른 사람의 도움을 받을 수 없는 상황에서도 스스로 이런 문제를 해결할 수 있도록 하는 장치의 개발이 요구되어 왔다.

이에 의해, 지금까지 개발된 비상시동장치는 1회용으로 사용하는 배터리로서, 휴대하기 편하고 크기가 소형이어서 점프케이블이 필요없고, 차량내에 있을 때 전자장비에 영향을 미치지 않으며, 전원공급시간을 단축할 수 있게 된다.

그러나, 종래의 1회용 배터리에 있어서, 단 한번만 사용하고 버리는 것은 환경오염을 유발시킬 뿐만 아니라, 한번 사용하고 다시 구매해야 하는 비경제성의 문제가 있었다. 이는 차량유지비의 추가상승을 야기하고, 기계작동에 익숙치 않은 사람들에게는 여전히 불편한 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 기존의 차량 시동시스템에 간단히 부착하여 반영구적으로 사용가능케 함으로써 배터리의 완전방전시 기존의 점프케이블과 같은 휴대용 계기를 운전자가 직접 차량에 설치할 필요없이 간단하게 비상시동을 걸 수 있도록 할뿐만 아니라, 환경오염을 극소화할 수 있는 차량의 자동충전 및 시동시스템을 제공하는 것이다.

도 1 은 종래의 차량의 자동충전 및 시동시스템을 개략적으로 보인 블록구성도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 차량의 자동충전 및 시동시스템을 개략적으로 보인 블록구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 엔진 20: 발전기 30: 전압조정부

40: 시동모터 50: 배터리 60: 충전제어부

70: 충전회로 80: 방전방지회로 90: 안전회로

100: 비상충전부 110: 예비전원

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 자동충전 및 시동시스템은 배터리의 전력을 공급받는 시동모터와, 시동모터에 의해 차량의 구동력을 발생하는 엔진과, 엔진의 구동에 의해 차량에 필요한 전기를 생산하는 발전기와, 배터리와 발전기로부터 전원을 공급받는 다수의 전기장치로 이루어지고, 또한 그 내부에 캐패시터를 포함하며, 평상시 발전기로부터 전류 및 전압을 공급받아 캐패시터에 전원을 비축하여 배터리의 방전시 시동모터에 전원을 공급하여 차량의 시동을 걸 수 있도록 하는 충전회로와, 충전회로내의 역전류를 막고, 캐패시터의 방전을 방지하여 충전회로를 보호하는 방전방지회로와, 발전기에 의해 충전회로내의 캐패시터가 충전될 때 과충전되는 것을 방지하기 위해 일정전압 이상일 경우 충전을 중지시키는 안전회로로 구성되어 있으며, 배터리와 병렬로 연결된 비상충전부를 더 포함하여 이루어진다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 단, 종래의 시동시스템의 구성과 동일한 부분은 동일부호를 사용하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 자동충전 및 시동시스템을 개략적으로 보인 블록구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 자동충전 및 시동시스템은 종래의 시동시스템과 동일하게 배터리(50)의 전력을 시동스위치(미도시)에 의해 공급받는 시동모터(40)와, 시동모터(40)에 의해 작동되어 차량의 구동력을 발생하는 엔진(10)과, 엔진(10)과 벨트 등에 의해 연결되어 차량에 필요한 전기를 생산하는 발전기(20)와, 발전기(20)의 전압을 조정하여 배터리(50)에 축전하는 전압조정부(30)가 구비된다.

상기 배터리(50)와 발전기(20)는 차량에 장착되는 램프류나 에어컨장치 등의 전기장치에 전력을 공급하는 전원으로서의 기능을 하는데, 발전기(20)는 엔진(10)과 연결되어 구동되며, 그 발전량은 엔진(10)의 회전수에 의해 좌우된다. 만일, 발전량이 부하량보다 적은 경우에는 배터리(50)도 전원의 기능을 수행하여 일시적으로 방전하게 되고, 발전량이 부하량보다 많은 경우에는 발전기(20)만으로 모든 전기장치에 전력을 공급하며, 배터리(50)도 발전기(20)에 의해 충전된다. 이 때, 상기 전압조정부(30)는 발전기(20)에 의해 발전되는 전압을 조절하여 전기장치에 공급하며 배터리(50)를 충전하게 된다.

또한, 본 발명의 자동충전 및 시동시스템은 운전자의 실수 등으로 인해 배터리(50)가 완전히 방전되어 차량의 시동을 걸 수 없게 되는 상황이 발생할 때, 이를 해결하기 위해 배터리(50)와 병렬로 연결되며, 충전회로(70), 방전방지회로(80), 그리고 안전회로(90)로 구성된 비상충전부(100)와, 비상충전부(100)를 보완하기 위한 예비전원(110)과, 배터리(50)의 충전시 시동과 관련되지 않은 차량의 기타 전기장치의 작동을 정지시키기 위한 충전제어부(60)를 더 포함한다.

이를 상세히 설명하면, 상기 비상충전부(100)의 충전회로(70)는 평상시 발전기(20)로부터 전류 및 전압을 공급받아 캐패시터(미도시, capacitor)를 이용하여 이에 충분한 전원을 비축함으로써 배터리(50)의 완전방전시 시동모터(40)에 전원을 공급하여 차량의 시동을 걸 수 있도록 하는 본 발명의 핵심적인 회로이다.

방전방지회로(80)는 충전회로(70)내의 역전류를 막고 캐패시터의 방전을 방지하여 충전회로(70)를 보호할 수 있는 회로이고, 안전회로(90)는 발전기(20)에 의해 충전회로(70)내의 캐패시터가 충전될 때 과충전되는 것을 방지하기 위해 일정전압 이상일 경우 충전을 중지시키는 회로이다.

또한, 배터리(50)의 방전시, 본 발명의 비상충전부(100)에 의해 시동이 이루어진 후, 발전기(20)에 의해 배터리(50)가 충전되는데, 이 때 상기 충전제어부(60)는 차량의 시동과 관련되지 않은 차량의 기타 전기장치의 구동을 정지시켜 배터리(50)를 제외한 차량의 나머지 부분의 전력공급을 중단시키는 기능을 함으로써 배터리(50)의 충전이 단시간내에 이루어지도록 한다.

상기 예비전원(110)은 배터리(50)의 방전시 본 발명의 비상충전부(100)가 작동이 정상적으로 이루어지지 않아 차량의 시동을 걸기 위한 전류가 부족한 경우 이를 보충하기 위해 배터리(50) 및 비상충전부(100)와 병렬로 연결되는 소용량의 배터리로서 구현된다.

또한, 비상충전부(100)에는 충전회로(70)의 충전상태를 디스플레이하여 충전회로(70)의 고장여부를 운전자가 알 수 있도록 하는 디스플레이장치(미도시)가 더 구비된다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량의 자동충전 및 시동시스템의 작동에 대해 설명한다.

일반적으로, 배터리(50)의 용량이 여유가 있을 때에는 배터리(50)의 전원을 시동스위치에 의해 시동모터(40)에 공급하면 시동모터(40)가 작동되어 엔진(10)과 발전기(20)가 구동되면서 전력을 생산하게 된다. 이 때 발생되는 전력은 전압조정부(30)에 의해 그 용량이 조절되어 배터리(50)를 충전하는 전압과 각종 전기장치에 공급하는 전압으로 나뉘어 사용된다. 이러한 전력은 평상시 비상충전부(100)에도 공급되어 충전회로(70)의 캐패시터에 전력을 충분히 충전함으로써, 배터리(50)가 완전방전된 경우 충전회로(70)의 자동모드변환에 의하여 전력이 시동모터(40)로 공급되어 엔진(10)과 발전기(20)를 구동시키게 된다.

이에 의해, 완전 방전된 배터리(50)에 다시 충전작용이 일어나게 되는데, 이 때 충전제어부(60)가 차량의 시동과 관련되지 않는 기타 전기장치를 정지시켜 전력공급을 중단시킴으로써 배터리(50)는 단시간내에 충전이 이루어질 수 있게 된다. 또한, 충전회로(70)의 캐패시터에도 방전된 양만큼 충전되는데, 안전회로(90)는 충전회로(70)의 캐패시터에 과충전되는 것을 방지하기 위해 일정전압이상인 경우에는 충전을 정지시킨다. 이후 일정시간이 경과되면, 충전회로(70)의 자동모드변환에 의해 비상충전부(100)의 비사용 전력이 빠져나가지 못하게 된다.

한편, 비상충전부(100)의 작동 또한 원활히 이루어지지 못하여 차량의 비상시동을 걸기 위한 전류가 부족하게 되는 특수한 상황에서는 소용량의 배터리로서 구현되는 예비전원(110)에 의해 보충되어 차량의 시동을 걸 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 자동충전 및 시동시스템은 기존의 차량 시동시스템을 개조하지 않고 이에 간단히 부착함으로써 배터리의 완전방전시 기존의 점프케이블과 같은 휴대용 계기를 운전자가 일일이 가지고 다니며 직접 차량에 설치할 필요가 없이 간단하게 비상시동을 걸 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 충전회로의 자연방전을 극소화하고, 충전회로의 전원을 보조해주는 예비전원을 설치하며, 충전회로의 고장여부를 자동으로 운전자에게 디스플레이해줌으로써 배터리의 방전에 따른 비상사태에 대한 조치를 거의 완벽하게 행할 수 있도록 하는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 자동충전 및 시동시스템은 1회용이 아닌 반영구적으로 사용이 가능함으로써 환경친화적인 요소를 가지고 있고, 차량유지비가 추가되지 않는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 배터리(50)의 전력을 공급받는 시동모터(40)와, 상기 시동모터(40)에 의해 차량의 구동력을 발생하는 엔진(10)과, 상기 엔진(10)의 구동에 의해 차량에 필요한 전기를 생산하는 발전기(20)와, 상기 배터리(50)와 상기 발전기(20)로부터 전원을 공급받는 다수의 전기장치를 포함하는 차량의 자동충전 및 시동시스템에 있어서,

   그 내부에 캐패시터를 포함하며, 평상시 상기 발전기(20)로부터 전류 및 전압을 공급받아 상기 캐패시터에 전원을 비축하여 상기 배터리(50)의 방전시 상기 시동모터(40)에 전원을 공급하여 차량의 시동을 걸 수 있도록 하는 충전회로(70)와,

   상기 충전회로(70)내의 역전류를 막고, 상기 캐패시터의 방전을 방지하여 상기 충전회로(70)를 보호하는 방전방지회로(80)와,

   상기 발전기(20)에 의해 상기 충전회로(70)내의 상기 캐패시터가 충전될 때 과충전되는 것을 방지하기 위해 일정전압 이상일 경우 충전을 중지시키는 안전회로(90)로 구성되어 있으며, 상기 배터리(50)와 병렬로 연결된 비상충전부(100)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 자동충전 및 시동시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 배터리(50)의 방전시 상기 비상충전부(100)의 상기 충전회로(70)에 의해 차량의 시동이 이루어진 후, 상기 발전기(20)에 의한 상기 배터리(50)의 충전시 시동과 관련되지 않은 상기 전기장치의 작동을 정지시키는 충전제어부(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 자동충전 및 시동시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 배터리(50)의 방전시 상기 비상충전부(100)의 작동이 정상적으로 이루어지지 않아 차량의 시동을 걸기 위한 전류가 부족한 경우, 이를 보충하기 위해 상기 배터리(50) 및 상기 비상충전부(100)와 병렬로 연결된 소용량의 배터리로 구현되는 예비전원(110)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 자동충전 및 시동시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 비상충전부(100)에는 상기 충전회로(70)의 충전상태를 디스플레이하여 상기 충전회로(70)의 고장여부를 운전자가 알 수 있도록 하는 디스플레이장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 자동충전 및 시동시스템.